Fremtiden er ovenover, hvordan ændrer lithium-ion-batteriet fremtiden

著者：Iflowpower – Provedor de central eléctrica portátil

I de seneste årtier vil elbiler få en storstilet udvikling. Ifølge IEAs prognose vil den globale elbilgaranti i 2030 stige fra 3,7 millioner i 2017 til 130 millioner, og det årlige salgsvolumen vil nå 2.

1,5 mio. I dette scenarie vil den årlige nye batterikapacitet stige fra 68 GW W11 i 2017 til 775 GW, hvoraf 84% vil blive brugt i lette biler.

mit land, EU, Indien, USA Efterspørgslen tegnede sig for henholdsvis 50 %, 18 %, 12 % og 7 %. I løbet af de sidste to årtier, med den store størrelse af produktionsskalaen, er lithium-ion-batteriteknologien for det vigtigste elektriske køretøjs batteri forbedret betydeligt, prisen er faldet kraftigt, så omkostningsydelsen for elektriske køretøjer begynder med brændstofbilen. Nøglefaktorer Siden 1990 har lithium-ion-batteriet været meget brugt i forbrugerelektronik, energilagring (husholdninger, forsyningsselskaber) og elektriske motorer.

Med størrelsen af ​​produktionen skala, er dens ydeevne meget forbedret, prisen er betydeligt fald. Fremtid. Kemiske materialer.

Batteriydelsen påvirkes af polarisationsmaterialer. Katodematerialet er tæt inklusiv lithium nikkel mangan cobalt (NMC), lithium nikkel cobalt aluminium oxid (NCA), lithium mangan oxide (LMO) og lithium iron phosphat (LFP); det meste af anodematerialet bruger grafit, tunge biler i det tunge køretøj Cirkulerende levetid, lithiumtitanat (LTO). NMC og NCA teknologi er, at energitætheden er højere, dominerede let batteri markedet; energitætheden af ​​LFP er lav, men den har nydt godt af højere cykluslevetid og sikkerhedsydelse, det er et ønske at bruge af tunge elektriske køretøjer (dvs. personbiler) Kemisk materiale.

Kemiske materialer har stor indflydelse på batteriomkostningerne ved at bruge forskellige kemiske materialer, og deres prisgab kan nå op på 20%. Batterikapacitet og størrelse. Batterikapaciteten til elektriske køretøjer er meget forskellig, batterikapaciteten for tre små elektriske køretøjer i mit land er 18.

3 ~ 23 kWh; Europa og Nordamerika mellemstore bilbatterikapacitet er 23 ~ 60 kWh; store bilers batterikapacitet på 75 ~ 100 kWh. Jo større batterikapacitet, jo lavere omkostninger. Det anslås, at en energiomkostning på 70 kW kinesisk batterienhed er 25 % lavere end 30 kW.

Bearbejdningsskala. Zhang Da forarbejdning skala til at realisere skala økonomi er en anden vigtig faktor. På nuværende tidspunkt er det typiske produktionsområde omkring 0.

5 ~ 8 JW / år, det meste af output er omkring 3 GW / år. Ifølge den typiske kapacitet på 20 ~ 75 kWh beregnes det enkelte elektriske køretøj, og outputtet fra et enkelt anlæg svarer til at bearbejde 6000-400.000 batteripakker om året. På nuværende tidspunkt, Tyskland, USA, mit land, Indien og andre steder er nybygget et parti af produktion større batteri fabrikker, herunder Super Factory, når Tesla år når 35 GW.

Opladningshastighed. Den nuværende teknologi kan oplade 80% på 40 ~ 60 minutter. Denne appel har tilføjet kompleksiteten af ​​batteridesignet, såsom at reducere tykkelsen af ​​elektroden, hvilket vil øge batteriomkostningerne; reducere batteriets energitæthed og derved forkorte batteriets levetid.

En dekomponeringserklæring fra det amerikanske energiministerium ændrede batteridesignet til at rumme 400 kilowatt opladning vil øge omkostningerne til batteriomkostninger. Hovedtendensen for den materielle revolution vil være baseret på nedbrydningen af ​​IEA, og lithium-ion-batteriet vil stadig dominere inden for tyve år, men dets kemiske materialer vil gradvist ændre sig. Før 2025, en ny generation af lithium-ion-batterier, der har lav kobolt, høj energitæthed og katode lithium nikkel mangan cobalt (NMC) 811 osv.

vil gå i masseproduktion. I grafitanoden tilsættes en lille mængde silicium, og energitætheden kan øges med 50 %, mens elektrolytsaltet, der kan modstå højere spænding, også vil være med til at forbedre ydeevnen. I perioden 2025 til 2030 er lithiummetal en katode, grafit/siliciumkompositmateriale til anoden, lithiumionbatteriet, kan gå ind i designfasen og kan endda introducere faste elektrolytter for yderligere at forbedre energitætheden og batterisikkerheden.

Derudover kan lithiumionteknologi erstattes af andre energitætheder og lavere teoretiske omkostninger med lithiumluft, lithiumsvovl osv. Udviklingsniveauet for disse teknologier er dog stadig meget lavt, og den faktiske ydeevne undersøges stadig. Artiklen offentliggjort i Nature Journal af 26. juli 2018, en artikel med titlen "TenyearsleftToredesignlithium-Ionbatteries" påpegede, at udviklingen af ​​lithium-ion-batteriets ydeevne og pris er sat langsomt.

Den tæthed, der således forårsagede ovennævnte problem, omfatter: i krystalstrukturen af ​​elektrodematerialet er mængden af ​​ladning, der kan lagres, hurtigt at nærme sig det teoretiske maksimum; stigningen i markedet er svært at fortsætte med at bringe en stor prisreduktion. Hvad værre er, elektrodematerialet, såsom kobolt og nikkel, er meget sparsomt, og prisen er dyr. Hvis der ikke er nogen ny ændring, forventes det at være i 2030 ~ 2037 (eller tidligere), efterspørgsel efter kobolt og nikkel.

Overskridende udbytte. På den anden side er nye alternative elektrodematerialer, såsom jern, kobber, kobber, stadig i et tidligt forskningsstadium. Artiklen opfordrer materialeforskere, ingeniører og finansieringsbureauer til at øge forskningen i elektrodematerialer baseret på jern, kobber og andre materialer såsom reserver.

Ellers vil den storstilede udvikling af elbiler blive begrænset. økonomisk里, 里 (里, 里,. Med hensyn til batteripriser er der et batteri, der er 70-35 kWh/år, batterikapaciteten er 70 ~ 80 kWh/år, og prisen på batterikapaciteten er 70 ~ 80 kWh, og omkostningerne i 2030 kan reduceres til 100 ~ 122 US dollars/kWh, med EU ($ 93/kW) og mit land omkostninger på 1 $/kW. Japan ($ 92 / kW) er meget tæt på.

Afstanden mellem omkostningerne ved elektriske køretøjer og brændstoftog vil gradvist falde, men prisen på batteriet og benzinen overstiger kroppens størrelse. For eksempel er prisen på batteri lig med $ 400 / kWh, elbiler er meget konkurrencedygtige, og brændstofbiler vil være mere økonomiske. Hvis prisen på elbilbatterier er lav, benzinen har en høj pris, og den daglige kilometertal er høj, skal du vælge en lille elbil eller plug-in hybridbil end små brændstofbiler mere økonomiske.

For eksempel er batteriprisen $ 120 / kWh, prisen på benzin er højere end i dag, så vil den rene elbil være et mere økonomisk valg uanset det langsigtede kilometertal. Hvis batteriprisen er lig med $ 260 / kWh, er kilometertallet mere end 35.000 kilometer / år, olieprisen når $ 1,5 / liter, er et mere økonomisk valg.

For store elbusser, hvis batteriprisen er mindre end 260 US dollars / kWh, er elbussen fra 4 til 50.000 kilometer / år omkostningskonkurrencedygtig i regionen med højt dieselafgiftssystem.